辽宁石油化工大学 毕业设计论文

1、第一章绪论1.1发动机大修的定义发动机大修的定义为在规定的存放和使用时间内,通过多种指标来确定对发动机进行全部阶梯,并对某些不见进行更换、清理、调整的过程。1.2导致发动机大修的原因1.2.1不按期保养通常人们总是容易忽视按期给发动机做保养,有经验的汽修师傅说:“在我们所经手维修的汽车中,车辆因发动机保养不良造成的故障占总故障50%之高。”发动机适时保养对延长车辆使用寿命起到至关重要的作用,也会减少不必要的损失,“以养代修”一词由此而来。1.2.2机油变质及机油滤芯不畅机油在使用过程中油质都会发生一定的变化。车辆行驶一定里程之后,机油的润滑等性能都会恶化,会给发动机带来种种的问题。为了避免这些

2、故障的发生,应该结合使用条件定期换机油,并使油量适中,一般以机油标尺上下限之间3/4为好。机油从机油滤芯的细孔通过时,把油中的固体颗粒和黏稠物积存在滤清器中。如滤清器堵塞,机油则不能顺畅通过滤芯时,会胀破滤芯或打开安全阀,从旁通阀通过,仍把脏物带回润滑部位,促使发动机磨损加快,内部的污染加聚,因此机油滤芯的定期更换同样重要。1.2.3空气滤芯堵塞、进气管道过脏发动机的进气系统主要由空气滤芯和进气管道两部分组成。根据不同的使用情况,要定期清洁空气滤芯。如果车辆经常行驶于灰尘较多、空气质量较差的路况区域,就应该注意清洗进气管道和节气门,保证进气的畅通。进气管道对于发动机的正常工作非常重要,如果进气

3、管道过脏,会导致充气效率的下降,从而使发动机不能在正常的输出功率范围内运转,加剧发动机的磨损和老化,油耗也会增加。1.2.4曲轴箱油泥过多发动机在运转过程中,燃烧室内的高压未燃烧气体、酸、水分、硫和氮的氧化物经过活塞环与缸壁之间的间隙进入了曲轴箱中,使其与零件磨损产生的金属粉末混在一起形成油泥。少量的油泥可在机油中悬浮,当量大时就会从机油中析出,堵塞机油滤清器和油孔,造成发动机润滑困难,从而加剧发动机的磨损。此外,机油在高温时氧化会生成漆膜和积炭粘结在活塞上,使发动机油耗增大、功率下降,严重时使活塞环卡死而拉缸。1.2.5燃油系统保养不善燃油系统的保养包括更换汽油滤清器滤芯、清洗化油器或燃油喷

4、嘴以及供油管路。燃油在通过油路供往燃烧室燃烧的过程中,不可避免地会形成胶质和积炭,在油道、化油器、喷油嘴和燃烧室中沉积下来,干扰燃油的流动,破坏正常空燃比,使燃油雾化不良,造成发动机喘抖、爆震、油耗增加、怠速不稳、加速不良、功率下降等性能问题。使用燃油系统清洗剂清洗燃油系统,能够始终使发动机保持最佳状态。1.2.6水箱生锈、结垢造成冷却系统状况不良人们对汽车发动机的养护,尤为重视的是润滑系统,很少重视冷却系统。殊不知汽车发动机最常见的故障,如活塞拉缸、曲轴抱瓦、发动机爆震、缸体冲床内漏、噪声过大、加速不良、油耗增加、动力下降等等,都是由于汽车发动机的工作温度异常,压力过大,冷却系统状况不良而造

5、成。发动机水箱生锈、结垢是最常见的问题,它们会阻碍冷却液在系统中的流动,降低散热作用,导致发动机过热,甚至造成发动机损坏。冷却液氧化还会形成酸性物质,腐蚀水箱中的金属部件,造成水箱破损、渗漏。定期使用水箱清洗剂,除去锈迹和水垢,不但能保证发动机正常工作,还可延长水箱和发动机的整体寿命。1.3气缸磨损的原因及规律1.3.1气缸磨损的原因:(1机械磨损:汽缸内表面看起来十分光滑,但实际上将其局部放大可以发现其表面还是凹凸不平的。当活塞环的背隙受到高压燃气的冲击时,表面凸起的部分回相互嵌入,相互运动时凸起部分便发生形变,最后形成金属微粒脱落,即为机械磨损。(2磨料磨损:空气中含有的大量的灰尘、金属细

6、屑和润滑油受热产生的结碳等坚硬的杂质是造成气缸早期磨损的物质之一,它们附着在气缸的表面形成一定硬度的颗粒,这些颗粒在活塞的住返运动方向上造成划痕,在气缸体表面上呈现出无规则的、粗细不等的连续或断续的沟线,个别粗大的磨料颗粒还会造成粗大的划痕。(3高温熔着磨损:发动机气缸长期工作在高温环境下,如果活塞与气缸在润滑不良的情况下相对运动摩擦,两者有微小部分的金属直接接触,摩擦产生大量热量造成局部高温,从而造成金属熔化、撕脱造成熔着磨损。如果油膜能及时恢复则可起到清洗和冷却作用,温度下降,微小的熔着部分也会随机油一起回到油底壳而不会导致较大范围的异常磨损。当发动机温度过低时吸入的可燃混合气雾化不良,呈

7、油滴状进入气缸冲刷稀释缸壁上的机油油膜,机械磨损随之增大。近而在摩擦作用下造成缸壁金属脱落,活塞及活塞环在气缸里高速运动,因熔化的金属在缸壁表面上呈现熔化流动状态,显现出不均匀不规则边缘沟痕和皱着。相对其他种类的磨损,这是一种最为严重,破坏性最大的磨损,我们通常把这种气缸的磨损称为“拉缸”。(4化学腐蚀磨损:气缸内燃烧废气中的CO2、SO2、NOX与冷凝的水蒸气生成H2CO3、H2CO3、H2CO4、HNO3和醛酸等,对缸壁产生电化学腐蚀,温度越高对缸壁的腐蚀越大。(5疲劳磨损:活塞环与汽缸壁之间由于长期受大小、方向不断变化的燃气冲击作用,在缸套的内表面下一定深度处形成裂纹并逐渐加深扩大,最后

8、使金属层脱落下来,使其表面形成许多浅沟造成缸壁的疲劳磨损。1.3.2气缸磨损的一般规律:(1发动机由于本身的由活塞往复运动转变成曲轴回转运动的特征,其气缸磨损的主要特征为在活塞运动的上止点和下止点处磨损量较大,形成较明显的台阶,中间磨损量较小,总体呈现中间小两头大的鼓形。其原因是活塞到达上止点附近时,气环受到燃气强大的压力并以很高的压力比压向气缸壁。此时摩擦面的相对滑动接近为零,机油在此时难以形成保护油膜致使气缸表面出现干磨现象,所以磨损程度较大而形成台阶。气缸的中部润滑条件比较好,磨损相对较小。而活塞运动的下止点的润滑条件也非常恶劣,磨损也相对大些。(2发动机长期工作在多尘的环境下,进气时随

9、着空气一起吸入的尘埃或燃烧所形成的积炭形成磨料磨损。尘埃从上部被吸入积炭在上部形成较多,所以气缸上部磨损量较大,磨损的最大量在活塞运动到上止点时气环所到达部位。一般在使用一段时间后的润滑油中含有大量的金属碎屑或油中含有大量的尘埃等杂质也会形成积炭,这是因为飞溅在缸壁上的润滑油,杂质在重力的作用下自下往上分布,致使缸壁的下部磨损严重。在缸壁上止点第一环处的磨损量远远超过正常磨损量的许多倍,摩擦面呈现金属熔融的状态,边缘呈现不规则、不均匀的沟痕。(3低温频繁启动发动机或使用高硫燃料时会出现化学腐蚀磨损。在上止点第一环处的磨损量超过正常量的1-2倍,气缸中部的磨损量是正常磨损的4-6倍。这是因为气缸

10、的腐蚀磨损较大时,剥落下来的金属微粒在活塞运动较大的区域发生了严重的熔着磨损和磨料磨损。发动机长期在水温过低的状态下造成缸壁磨损,是因为缸套下部的水温较低,所以下部的磨损量也较大。1.4发动机大修需要的基本条件一般来说,汽车在没加养护剂的情况下,行驶的公里数和年限明显偏短,而且,由于发动机内部零件的严重磨损、老化,动力性能会明显下降,此时就需要给发动机更换气门、活塞、缸套、镗缸、磨轴等。经过大修之后,发动机性能需恢复到先前的90%以上。发动机何时大修好,分三种情况:一、机油严重减少,冒蓝烟,但没有漏油。机油冒蓝烟分两种情形:一种可能是气门油封老化。这种情形不需要大修,更换气门油封即可;另一种可

11、能是活塞与缸壁间隙过大,这种情形必须大修。上述两种情形通过内窥镜可确定。二、发动机冒黑烟严重。这种情况可通过气缸压力表测量气缸压力,如果气缸压力低于正常值,就必须要大修了。三、发动机有异响。当发现发动机有异响时,可通过发动机异响检测仪测量。如果是下列两种情形就必须大修:1、大小瓦响,发动机小瓦烧得严重并且曲轴严重磨损,此时必须大修;2、拉缸的响声,通过解体发动机发现活塞和缸壁严重拉伤,此时必须大修。1.5现代发动机大修送修标准1.气缸压力:气缸压缩压力应符合原设计规定用转速表、气缸压力表检查不符合要求为不合格各缸压力差:每缸压力与各缸平均压力的差不超过8%用转速表、气缸压力表或用发动机综合分析

12、仪测量(不符合标准的悦动发动机各气缸压力差值要求为不合格。当悦动发动机汽缸压力低于它的标准值会有严重冒黑烟现象。2.怠速:发动机怠速运转稳定,其转速符合原设计规定。转速波动不大于50r/min 用转速表进行运转试验或用发动机综合分析仪测量。3.功率:发动机最大功率不得低于原设计标定值的90%用测功机按有关规定测量值。4. 燃料消耗率:发动机最低燃料消耗率不得高于原设计要求用油耗计。5. 扭矩:发动机最大扭矩不得低于原设计标定值的90%用测功机按有关规定检查,严重丧失工作能力均应大修。第二章发动机大修拆卸流程2.1发动机大修前的准备工作(1清洗发动机外部用清洗剂对发动机的外部清洗干净,在此之前要

13、用塑料袋套住分电器以免分电器进水以免分电器有损,导致发动机大修之后的有怠速不稳的现象,影响验收效果。最主要清洗的地方就是气门塞盖和油底壳的油污和泥土。以便拆卸时候能清楚看到螺丝。清洗不用太细心只要洗去发动机表面的油污即可。(2发动机大修和更换零件最常用的工具有:准备工具世达工具一套、一字起、十字起、气门铰刀工具一套、气门碾磨机、8至22号各种型号的扳手、活塞环卡箍、发动机吊架、装在一个万能底座上的千分表、游标卡尺、千分尺和量缸表、带有爪钩和丝杠的拉拔器、刮刀、气门弹簧压缩器、活塞环槽清洁器、活塞环扩张器和压缩器、气缸珩磨头、塞尺、公斤扳手、气缸压力表、发动机支架。2.2发动机落地(1发动机从车

14、架上拆下时,必须在完全冷却状况下进行。否则会造成某些零件的变形。拆卸原则:由副件到主件由外部到内部。(2发动机从车架上拆下的步骤:1放掉水箱内的水、机油。关闭油箱的开关。拆下油泵的油管接头。2拆下电源线,取下发电机上的线。拆下水箱的进水管及各处的螺母。连接栓及销等。拿下水箱及架框3拆下发动机罩、翼子板,拆下发动机上个附件的总成:空气滤清器、化油器、机油滤清器、汽油泵、水泵分电器、发电机、起动机、空气压缩机及机油压力传感器等4拆卸变速器与飞轮壳及变速器后手制动、突缘与传动轴连接的螺母等。用吊具拆除变速器总成。5拆下离合器拉杆及分离叉、传动轴,拆下发动机支撑杆及前后支撑架螺母。用绳索捆牢发动机。用

15、发动机吊架吊下,如图2-1所示。 图2-1 吊出发动机2.3拆卸进排气系统部件首先,用5.5N·m扭矩扳手拆卸发动机盖,如图2-2所示,拆掉空气管道(进气口和空气管道(在空气滤清器箱和电控油门执行器之间的部分,移开储液罐,拆下电子节气门控制执行器。接着从EVAP(electrical vestibular action potential碳罐清洁量控制电池阀上断开EVAP软管和线束接头,同时从进气歧管上断开制动助力器和真空软管,取下进气歧管的支架。最后拆下进气歧管,注意按图2-3所示的相反顺序松开螺栓。 图2-2空气管道图2-3进气歧管拆卸排气管原件,先拆卸前排气管和拆下进气歧管,接

16、着从汽缸盖上取下加热型氧传感器的线束支架,取下进气歧管盖和使用加热型氧传感器扳手取下加热传感器。最后按照图2-4所示的相反顺序松开螺母,拆下排气歧管。 图2-4排气歧管图2-5 摇臂盖2.4 拆卸汽缸体曲轴箱组2.4.1 拆卸外围元件首先拆卸点火线圈以及火花塞等,再用扭矩为10.0N·m的扳手按图2-5所示的相反顺序松开螺栓拆下摇臂盖,接着从摇臂盖上取下衬垫,清除掉汽缸盖的所有密封胶遗留痕迹。接下来拆卸驱动皮带,然后做好一缸上止点标记点。然后用皮带轮支架固定曲轴皮带轮,松开并取出曲轴皮带轮螺栓,再在曲轴皮带轮的M6螺纹孔内安装皮带轮拔具取下曲轴皮带轮,如图2-6所示。最后按图2-7所

17、示的相反顺序松开螺栓,再在和处撬开,切下密封胶取出前端盖。 图2-6 取下曲轴皮带轮图2-7 前端盖2.4.2 拆卸正时链条在拆下外围元件后,先拆下链条张紧器以及正时链条的张紧导杆和松紧导杆,如图2-8-a所示。在此前提下,再拆下正时链条,如图2-8-b所示,朝凸轮轴链轮的方向松动正时链条,然后从其侧面取下正时链条。 a b图2-8拆卸正时链条2.4.3 拆卸凸轮轴取下正时链条,接下来是对凸轮轴(排气链轮进行拆卸,如图2-9-a所示, 先用开口扳手固定住凸轮轴,再用套筒扳手松开凸轮轴链轮(排气的固定螺栓。接着拆卸拆卸凸轮轴支架,在先松开,和后,如图2-9-b所示,用空压枪对其颈油孔,如图2-9

18、-c所示的B施加压力(300kPa或更大值同时按照图2-9-c所示箭头方向旋转最终把限位销插入凸轮轴链轮(进气上的限位销孔内,并把其锁定在最大提前角位置,如图2-9-d所示。然后按图2-9-b所示的相反顺序分几步松开螺栓(近A一侧,取下凸轮轴(排气及其链轮。 a b c d图2-9 拆卸凸轮轴(排气链轮接下来一步是拆卸凸轮轴(进气及其链轮,先抬起链轮(进气,用套筒扳手固定螺栓,重新把凸轮轴(进气轻放回缸盖轴颈,如图2-10-a所示,接着用扳手将凸轮轴固定住,松开链轮的固定螺栓,如图2-10-b所示,取下凸轮轴(进气及其链轮。 a b图2-10 拆卸凸轮轴(进气2.4.4 拆卸汽缸盖及油底壳用扳

19、手拆卸汽缸盖螺栓,拆卸顺序与图2-11所示相反,抬出缸盖,然后拆卸缸盖衬垫。倒放发动机,拆卸油底壳螺栓,拆卸顺序与图2-12所示相反,再用油封刮刀将密封胶除去,取下油底壳。 图2-11 缸盖图2-12油底壳2.4.5 拆卸活塞连杆组件和曲轴将要拆下的连杆对应的曲轴销放置在底部正中,然后拆卸连杆盖,最后使用小锤或类似的工具将活塞和连杆总成推出缸盖测。然后使用活塞扩张器拆卸活塞环。拆卸曲轴先得拆卸主轴承盖,按照图2-13所示的相反顺序分几步松开并拆卸螺栓,然后用塑料锤子轻敲,使主轴承盖从缸体上拆下。 图2-13 曲轴活塞连杆第三章发动机部件清洗与检测3.1发动机部件的清洗拆卸与分解之后,需要对各零

20、件进行清洗与检查。清洗,是指对已拆卸、分解后的部件进行表面去污,消除磨屑等。清洗有以下的作用:提高测量的精确度;容易发现故障;安装时可防止异物进入;除去积炭或油泥等沉积物,使部件恢复其原始性能。3.2凸轮轴的检测3.2.1检测凸轮轴的高度直接用千分尺A测量凸轮轴的高度,如图3-1所示。标准值分为,进气:41.705-41.895mm;排气:40.175-40.365mm。凸轮磨损极限为0.2mm。 图3-1 测量凸轮轴高度3.2.2 检测凸轮轴轴颈油层间隙凸轮轴轴颈油层间隙也是凸轮轴检测的一个数据,先千分尺测出凸轮轴轴颈的外直径,如图3-2所示。(标准:1号:27.935-27.955mm,2

21、、3、4、5号:24.950-24.970mm。然后拧紧凸轮轴支架螺栓至规定扭矩,用径规A测量凸轮轴支架的内直径B,如图3-3所示。(标准:1号:28.000-28.021mm,2、3、4、5号:25.000-25.021mm。最后根据这2项数据计算出轴颈油隙(曲轴支架内直径-曲轴轴颈直径(标准:1号:0.045-0.086mm,2、3、4、5号:0.030-0.071mm,极限:0.15mm。 图3-2 测量凸轮轴轴颈直径图3-3 测量凸轮轴之架内直径3.2.3 检测凸轮轴轴端间隙接着在气缸盖上安装凸轮轴,在其前端的推力方向安装刻度盘指示器A,测量凸轮轴向前向后移动时刻度盘指示器的轴端间隙,

22、如图3-4所示。(标准: 0.075-0.153mm,极限:0.2 mm 图3-4 测量凸轮轴轴端间隙图3-5 测量凸轮轴跳动量3.2.4 检测凸轮轴跳动量先将V块防止在平台上,一支撑2号和5号凸轮轴轴颈,使刻度盘指示器与3号轴颈垂直,最后用手将凸轮轴转动到一个方向,并测量凸轮轴在刻度盘指示器上的跳动量,如图3-5所示。它的标准值为0.02mm,极限值为0.1mm。3.3 缸盖检查3.3.1检查缸盖平整度缸盖的检查,先对其整体清洗干净,去除油污、衬垫、密封胶、碳杂质等。用直尺A和塞尺B测量六个方向的扭曲程度,如图3-6所示,标准值为0.1mm。 图3-6 检查缸盖平整度3.3.2检查气门导管间

23、隙气门导管间隙的检查需先用径规测量出气门导管内直径,如图3-7-a所示。其标准值为5.000-5.018mm。然后再用千分尺测出阀杆直径,如图3-7-b所示。它的标准值分为,进气标准:4.965-4.980mm;排气标准:4.955-4.970mm。最后得出(气门导管间隙=(气门导管内直径-(气门杆直径。如果超出极限,需更换气门或气门导管。(进气标准:0.020-0.053mm,排气标准:0.030-0.063mm;进气极限:0.1mm,排气极限:0.1mm a b图3-7 检查气门导管间隙3.4 活塞连杆组的检查3.4.1 检查活塞环侧间隙使用塞尺测量活塞环和活塞环槽沟的侧间隙,如图3-8所

24、示。如果测量的值超过极限,请更换活塞环,并重新测量,倘若仍然超过极限,还需更换活塞。(标准:顶环:0.040-0.080mm,第二个环:0.030-0.070mm,油环:0.045-0.125mm;极限:顶环:0.11mm,第二个环:0.10mm 图3-8 测量活塞环侧间隙图3-9 测量活塞环端间隙3.4.2测量活塞环端间隙测量活塞环端间隙,先使用新机油润滑活塞和活塞环,然后插入活塞环直到活塞到达缸的中部,并使用塞尺测量活塞环端间隙,如图3-9所示。(标准:顶环:0.20-0.30mm,第二个环:0.35-0.50mm,机油环:0.20-0.60mm;极限:顶环:0.50mm,第二个环:0.6

25、6mm,机油环:0.92mm3.4.3 检查连杆使用连杆定位仪检查连杆弯曲(图3-10-a和扭转(图3-10-b程度,。如果超过极限,需要更换连杆总成。(弯曲极限:0.15mm;扭转极限:0.30mm。 a b图3-10 测量连杆弯曲和扭转3.5 曲轴连杆组检测3.5.1检测曲轴轴端间隙当曲轴随刻度指示器A,如图3-11所示,前或后移动到头时,测量推力轴承和曲轴臂之间的间隙。如果测量值超过极限,请更换推力轴承,并重新测量。如果仍然超过极限,请更换曲轴。(标准:0.098-0.260mm;极限:0.35mm 图3-11 检查曲轴轴端间隙图3-12 检查连杆侧间隙3.5.2 检测连杆侧间隙直接用塞

26、尺A测量连杆和曲轴臂之间的侧间隙,如图3-12所示,其标准值为0.200-0.352mm。3.5.3 检测曲轴主轴颈直径使用千分尺A测量曲轴主轴颈的外直径,如图3-13所示,它的标准值为47.959-47.979mm。 图3-13 测量曲轴主轴颈直径图3-14 测量曲轴跳动量3.5.4 检测曲轴跳动量想将V块放置在平台上,支撑曲轴两端的轴颈,再将刻度盘指示器A笔直放在3号轴颈上,旋转曲轴时,读取刻度盘指示器上指针的移动,如图3-14所示,其极限值为0.10mm。3.6 检查缸体3.6.1 检测缸体扭转大小先使用刮刀清除缸体表面上的衬垫，以及发动机机油、水垢、碳或其他污染 物，再用直尺和塞尺在 6 个位置的不同方向测量缸体平面度，如图 3-15 所示， 其极限为 0.1mm。 3.6.2 检测活塞至缸径间隙 先使用径规测量出每个缸的六个不同点的缸径是否磨损、不圆和呈锥形